DE102013205102A1 - Detecting the state of an accumulator module - Google Patents

Detecting the state of an accumulator module Download PDF

Info

Publication number
DE102013205102A1
DE102013205102A1 DE102013205102.6A DE102013205102A DE102013205102A1 DE 102013205102 A1 DE102013205102 A1 DE 102013205102A1 DE 102013205102 A DE102013205102 A DE 102013205102A DE 102013205102 A1 DE102013205102 A1 DE 102013205102A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrical
electronic device
accumulator
voltage
switching element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102013205102.6A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102013205102B4 (en
Inventor
Patrick Kaupp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102013205102.6A priority Critical patent/DE102013205102B4/en
Publication of DE102013205102A1 publication Critical patent/DE102013205102A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102013205102B4 publication Critical patent/DE102013205102B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/21Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having the same nominal voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/22Balancing the charge of battery modules
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/66Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/80Time limits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (1) zum Erfassen der Zustände von elektrischen Verbindungen (2) zwischen in Reihe geschalteten Akkumulatorzellen (Zi) eines Akkumulatormoduls und einer die von den einzelnen Akkumulatorzellen (Zi) jeweilig erzeugten elektrischen Spannungen (UZi) über mit den elektrischen Verbindungen (2) verbundene Messeingänge erfassenden elektronischen Einrichtung (3), wobei unmittelbar benachbart zueinander angeordnete Akkumulatorzellen (Zi) jeweils über eine gemeinsame elektrische Verbindung (2) mit der elektronischen Einrichtung (3) verbunden sind, wobei die elektronische Einrichtung (3) zur elektrischen Ansteuerung von elektrisch betätigbaren Schaltelementen (Si) eingerichtet ist, wobei jeder Akkumulatorzelle (Zi) eines der Schaltelemente (Si) derart zugeordnet ist, dass die jeweilige Akkumulatorzelle (Zi) mittels des ihr zugeordneten Schaltelementes (Si) in dessen geschlossenem Zustand um ein gewünschtes Maß entladen werden kann, wobei in jeder elektrischen Verbindung (2) wenigstens ein elektrischer Widerstand (Rj, Rk) angeordnet ist. Um die Überprüfung von Zuständen von elektrischen Verbindungen (2) zwischen Akkumulatorzellen (Zi) eines Akkumulatormoduls und einer die von den einzelnen Akkumulatorzellen (Zi) jeweilig erzeugten elektrischen Spannungen (UZi) über mit den elektrischen Verbindungen (2) verbundene Messeingänge erfassenden elektronischen Einrichtung (3) zu ermöglichen, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass die elektronische Einrichtung (3) eingerichtet ist, einzelne Schaltelemente (Si) für ein Zeitintervall vorgebbarer Länge zu schließen, die vor dem Schließen des jeweiligen Schaltelementes (Si) an dem einer unmittelbar benachbart zu der diesem Schaltelement (Si) zugeordneten Akkumulatorzelle (Zi) angeordneten Akkumulatorzelle (Zi) zugeordneten Messeingang anliegende elektrische Spannung mit der in dem Zeitintervall an diesem Messeingang anliegenden elektrischen Spannung zu vergleichen, und ein Fehlersignal zu erzeugen und auszugeben, wenn bei dem Spannungsvergleich keine ein vorgebbares maximales Ausmaß überschreitende Abweichung der elektrischen Spannungen voneinander vorliegt.The invention relates to a system (1) for detecting the states of electrical connections (2) between battery cells (Zi) of a battery module connected in series and one of the electrical voltages (UZi) generated by the individual battery cells (Zi) via the electrical connections (2) connected measuring inputs detecting electronic device (3), wherein directly adjacent battery cells (Zi) are each connected to the electronic device (3) via a common electrical connection (2), the electronic device (3) for electrical control of electrically actuated switching elements (Si), each accumulator cell (Zi) being assigned one of the switching elements (Si) in such a way that the respective accumulator cell (Zi) is discharged to a desired extent by the associated switching element (Si) in its closed state can be electrical in each en connection (2) at least one electrical resistor (Rj, Rk) is arranged. In order to check the status of electrical connections (2) between battery cells (Zi) of an accumulator module and one of the electrical voltages (UZi) generated by the individual battery cells (Zi) via electronic inputs (3) connected to the electrical connections (2) ), it is proposed with the invention that the electronic device (3) is set up to close individual switching elements (Si) for a time interval of a predeterminable length, which before the closing of the respective switching element (Si) on the one immediately adjacent to the this switching element (Si) associated accumulator cell (Zi) arranged accumulator cell (Zi) associated measuring input to compare the applied electrical voltage with the electrical voltage present in the time interval at this measuring input, and to generate and output an error signal if no a specifiable m there is a deviation of the electrical voltages from one another that exceeds the axial extent.

Description

Stand der TechnikState of the art

In elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen, insbesondere Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen, werden Akkumulatorsysteme mit mehreren miteinander verschalteten Akkumulatormodulen eingesetzt, wobei die Akkumulatormodule mehrere in Reihe geschaltete Akkumulatorzellen aufweisen, um elektrische Antriebseinrichtungen der Kraftfahrzeuge mit den benötigten großen elektrischen Energiemengen versorgen zu können. Ein entsprechendes Akkumulatormodul kann beispielsweise sechs bis zwölf Akkumulatorzellen aufweisen.In electrically driven motor vehicles, in particular electric vehicles and hybrid vehicles, accumulator systems are used with a plurality of mutually interconnected accumulator modules, the accumulator modules having a plurality of series-connected accumulator cells to provide electrical drive means of motor vehicles with the required large amounts of electrical energy. A corresponding accumulator module may, for example, have six to twelve accumulator cells.

Für die Steuerung des elektrischen Antriebs von solchen Kraftfahrzeugen ist es erforderlich, den Zustand der Akkumulatormodule zu überwachen. Insbesondere muss die von den einzelnen Akkumulatorzellen erzeugte elektrische Spannung erfasst werden, um Informationen über den Zustand der Akumulatorzellen und damit von entsprechend ausgestatteten Akkumulatormodulen zu erhalten.For controlling the electric drive of such automobiles, it is necessary to monitor the state of the battery modules. In particular, the electrical voltage generated by the individual accumulator cells must be detected in order to obtain information about the state of the accumulator cells and thus of appropriately equipped accumulator modules.

Zur Überwachung der von einzelnen Akkumulatorzellen eines Akkumulatormoduls erzeugten elektrischen Spannungen weist ein Akkumulatormodul in der Regel eine spezielle integrierte Schaltung auf, die über elektrische Verbindungen, insbesondere in Form von elektrischen Verbindungsleitungen, die von den einzelnen Akkumulatorzellen erzeugten elektrischen Spannungen erfasst. Häufig weisen solche integrierte Schaltungen elektrisch ansteuerbare Schaltelemente auf, über die einzelne Akkumulatorzellen zum Ladungsausgleich zwischen den Akkumulatorzellen entladen werden können. Diese Schaltelemente sind hierzu üblicherweise parallel zu den Akkumulatorzellen geschaltet.For monitoring the electrical voltages generated by individual battery cells of an accumulator module, an accumulator module generally has a special integrated circuit which detects the electrical voltages generated by the individual accumulator cells via electrical connections, in particular in the form of electrical connecting lines. Frequently, such integrated circuits have electrically controllable switching elements, via which individual battery cells can be discharged for charge equalization between the battery cells. These switching elements are usually connected in parallel to the accumulator cells.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, die Überprüfung von Zuständen von elektrischen Verbindungen zwischen Akkumulatorzellen eines Akkumulatormoduls und einer die von den einzelnen Akkumulatorzellen jeweilig erzeugten elektrischen Spannungen über die elektrischen Verbindungen erfassenden elektronischen Einrichtung zu ermöglichen.The object of the invention is to enable the checking of states of electrical connections between battery cells of an accumulator module and an electronic device which detects the respective electrical voltages generated by the individual accumulator cells via the electrical connections.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils für sich genommen oder in Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The solution of this object is achieved according to the invention by a system having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 5. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims, taken alone or in combination with each other constitute an aspect of the invention can.

Mit Patentanspruch 1 wird ein System zum Erfassen der Zustände von elektrischen Verbindungen zwischen in Reihe geschalteten Akkumulatorzellen eines Akkumulatormoduls und einer die von den einzelnen Akkumulatorzellen jeweilig erzeugten elektrischen Spannungen über mit den elektrischen Verbindungen verbundene Messeingänge erfassenden elektronischen Einrichtung vorgeschlagen, wobei unmittelbar benachbart zueinander angeordnete Akkumulatorzellen jeweils über eine gemeinsame elektrische Verbindung mit der elektronischen Einrichtung verbunden sind, wobei die elektronische Einrichtung zur elektrischen Ansteuerung von elektrisch betätigbaren Schaltelementen eingerichtet ist, wobei jeder Akkumulatorzelle eines der Schaltelemente derart zugeordnet ist, dass die jeweilige Akkumulatorzelle mittels des ihr zugeordneten Schaltelementes in dessen geschlossenem Zustand um ein gewünschtes Maß entladen werden kann, wobei in jeder elektrischen Verbindung wenigstens ein elektrischer Widerstand angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einrichtung eingerichtet ist, einzelne Schaltelemente für ein Zeitintervall vorgebbarer Länge zu schließen, die vor dem Schließen des jeweiligen Schaltelementes an dem einer unmittelbar benachbart zu der diesem Schaltelement zugeordneten Akkumulatorzelle angeordneten Akkumulatorzelle zugeordneten Messeingang anliegende elektrische Spannung mit der in dem Zeitintervall an diesem Messeingang anliegenden elektrischen Spannung zu vergleichen, und ein Fehlersignal zu erzeugen und auszugeben, wenn bei dem Spannungsvergleich keine eine vorgebbare Mindestabweichung überschreitende Abweichung der miteinander verglichenen elektrischen Spannungen voneinander vorliegt.Claim 1 proposes a system for detecting the states of electrical connections between series-connected accumulator cells of an accumulator module and an electronic device respectively detecting the electrical voltages generated by the individual accumulator cells via electronic inputs connected to the electrical connections, wherein accumulator cells arranged immediately adjacent to each other are connected via a common electrical connection to the electronic device, wherein the electronic device is arranged for electrically driving electrically actuated switching elements, wherein each accumulator cell one of the switching elements is assigned such that the respective accumulator cell by means of its associated switching element in its closed state a desired amount can be discharged, wherein in each electrical connection at least one electrical resistance ange is arranged, characterized in that the electronic device is arranged to close individual switching elements for a time interval of predeterminable length, before the closing of the respective switching element to the immediately adjacent to this switching element associated accumulator cell arranged accumulator cell associated measuring input voltage applied to the to compare in the time interval at this measurement input voltage applied, and to generate and output an error signal when the voltage comparison is not a predetermined minimum deviation exceeding deviation of the compared electrical voltages from each other.

Die elektrischen Verbindungen können beispielsweise als Kabelverbindungen ausgebildet sein. Als zu erfassende mögliche Zustände der elektrischen Verbindungen kommt eine intakte Verbindung oder eine unterbrochene Verbindung in Frage. Letzteres kann durch eine Unterbrechung innerhalb einer Verbindungsleitung oder durch Lösen einer Verbindung zwischen einer solchen Verbindungsleitung und einer Akkumulatorzelle und/oder der elektronischen Einrichtung gegeben sein. Dadurch, dass unmittelbar benachbart zueinander angeordnete Akkumulatorzellen über eine gemeinsame elektrische Verbindung mit der elektronischen Einrichtung verbunden sind, lässt sich der gesamte Verkabelungsaufwand minimieren.The electrical connections may be formed, for example, as cable connections. As to be detected possible states of the electrical connections is an intact connection or a broken connection in question. The latter can be given by an interruption within a connecting line or by releasing a connection between such a connecting line and an accumulator cell and / or the electronic device. Characterized in that immediately adjacent to each other arranged accumulator cells are connected via a common electrical connection to the electronic device, the total cabling effort can be minimized.

Die elektronische Einrichtung kann Bestandteil eines Akkumulatormoduls oder separat angeordnet sein. Insbesondere kann es sich bei der elektronischen Einrichtung um eine integrierte Schaltung handeln.The electronic device may be part of an accumulator module or arranged separately. In particular, the electronic device may be an integrated circuit.

Die elektrisch betätigbaren Schaltelemente können elektronische Schalter, wie beispielsweise Transistoren, oder elektro-mechanische Schalter, wie beispielsweise Relais, sein. The electrically operable switching elements may be electronic switches, such as transistors, or electro-mechanical switches, such as relays.

Mittels des Systems nach Patentanspruch 1 ist ein Ladungsausgleich zwischen Akkumulatorzellen eines Akkumulatormoduls insbesondere dadurch möglich, da jeder Akkumulatorzelle eines der Schaltelemente derart zugeordnet ist, dass die jeweilige Akkumulatorzelle mittels des ihr zugeordneten Schaltelementes in dessen geschlossenem Zustand um ein gewünschtes Maß entladen werden kann.By means of the system according to claim 1, a charge balance between battery cells of an accumulator module is particularly possible because each accumulator cell of one of the switching elements is assigned such that the respective accumulator cell can be discharged by its associated switching element in its closed state by a desired level.

Die Länge des Zeitintervalls, in dem wenigstens eines der Schaltelemente mittels der elektronischen Einrichtung geschlossen gehalten wird, kann an die jeweiligen technischen Gegebenheiten und Anforderungen angepasst werden.The length of the time interval in which at least one of the switching elements is kept closed by means of the electronic device can be adapted to the respective technical conditions and requirements.

Entspricht die erfasste Abweichung zwischen den miteinander verglichenen elektrischen Spannungen der vorgebbaren Mindestabweichung oder unterschreitet diese Abweichung die vorgebbare Mindestabweichung erzeugt die elektronische Einrichtung ein Fehlersignal und gibt dieses aus. Die vorgebbare Mindestabweichung kann in ihrer Größenordnung an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden. Auch ist es möglich, dass die vorgebbare Mindestabweichung den Wert Null hat. Durch die jeweilige Wahl eines Wertes größer Null für die Mindestabweichung kann die Empfindlichkeit des Systems variiert werden.Corresponds to the detected deviation between the compared electrical voltages of the predetermined minimum deviation or falls below this deviation the predetermined minimum deviation, the electronic device generates an error signal and outputs this. The predefinable minimum deviation can be adapted in size to the particular application. It is also possible that the predeterminable minimum deviation has the value zero. By choosing a value greater than zero for the minimum deviation, the sensitivity of the system can be varied.

Das von der elektronischen Einrichtung erzeugbare und ausgebbare Fehlersignal kann ein elektrisches Signal sein, welches vom Akkumulatorkontrollsystem weiterverarbeitet wird und beispielsweise an die elektronische Fahrzeugsteuerung weitergegeben wird. Von der Fahrzeugsteuerung kann das Vorliegen eines entsprechenden Fehlersignals beispielsweise optisch und/oder akustisch erfassbar gemacht werden.The error signal which can be generated and output by the electronic device can be an electrical signal which is further processed by the accumulator control system and, for example, forwarded to the electronic vehicle control system. The vehicle control can make the presence of a corresponding error signal, for example visually and / or acoustically detectable.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Schaltelemente Bauteile der elektronischen Einrichtung und parallel zu den Akkumulatorzellen geschaltet. Hierdurch lässt sich das System nach Patentanspruch 1 unter Verwendung von ohnehin vorhandenen, herkömmlichen elektronischen Einrichtungen verwirklichen, was mit einer kostengünstigen Ausgestaltung des Systems einhergeht.According to an advantageous embodiment of the invention, the switching elements are components of the electronic device and connected in parallel to the battery cells. As a result, the system can be realized according to claim 1 using already existing conventional electronic devices, which is associated with a cost-effective design of the system.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schaltelemente separat von der elektronischen Einrichtung ausgebildet. Dies kann beispielsweise durch eine Nachrüstung eines bereits vorhandenen herkömmlichen Systems realisiert werden.According to a further advantageous embodiment, the switching elements are formed separately from the electronic device. This can be realized for example by retrofitting an existing conventional system.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass bei separat von der elektronischen Einrichtung ausgebildeten Schaltelementen jedem Schaltelement der in der jeweiligen elektrischen Verbindung angeordnete elektrische Widerstand und ein nicht in dieser elektrischen Verbindung angeordneter elektrischer Widerstand in Reihe vorgeschaltet sind, wobei die beiden elektrischen Widerstände derart aufeinander abgestimmt sind, dass die an dem in der elektrischen Verbindung angeordneten elektrischen Widerstand abfallende elektrische Spannung auf eine vorgebbare maximale Grenzspannung beschränkt ist, welche derart gewählt ist, dass die sich die aus der Addition der von der zu der dem jeweiligen Schaltelement zugeordneten Akkumulatorzelle unmittelbar benachbart angeordneten Akkumulatorzelle erzeugte elektrische Spannung mit der an dem in der elektrischen Verbindung angeordneten elektrischen Widerstand abfallenden elektrischen Spannung ergebende Gesamtspannung nicht die maximal zulässige Eingangsspannung an dem dieser benachbarten Akkumulatorzelle zugeordneten Messeingang der elektronischen Einrichtung überschreitet.A further advantageous embodiment provides that, in switching elements formed separately from the electronic device, each switching element of the electrical resistor arranged in the respective electrical connection and an electrical resistor not arranged in this electrical connection are connected in series, with the two electrical resistors being matched to one another in that the electrical voltage dropping across the electrical resistor arranged in the electrical connection is restricted to a predefinable maximum limit voltage which is selected such that the battery cell arranged from the addition of the battery cell directly adjacent to the respective switching element generated electrical voltage with the voltage dropping at the arranged in the electrical connection electrical resistance voltage resulting total voltage not the maximum allowable egg ngangsspannung on the adjacent this accumulator cell associated measuring input of the electronic device.

Mit Patentanspruch 5 wird ein Verfahren zum Erfassen der Zustände von elektrischen Verbindungen zwischen in Reihe geschalteten Akkumulatorzellen eines Akkumulatormoduls und einer die von den einzelnen Akkumulatorzellen jeweilig erzeugten elektrischen Spannungen über mit den elektrischen Verbindungen verbundene Messeingänge erfassenden elektronischen Einrichtung vorgeschlagen, wobei unmittelbar benachbart zueinander angeordnete Akkumulatorzellen jeweils über eine gemeinsame elektrische Verbindung mit der elektronischen Einrichtung verbunden sind, wobei die elektronische Einrichtung zur elektrischen Ansteuerung von elektrisch betätigbaren Schaltelementen eingerichtet ist, wobei jeder Akkumulatorzelle eines der Schaltelemente derart zugeordnet ist, dass die jeweilige Akkumulatorzelle mittels des ihr zugeordneten Schaltelementes in dessen geschlossenem Zustand um ein gewünschtes Maß entladen werden kann, wobei in jeder elektrischen Verbindung wenigstens ein elektrischer Widerstand angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Einrichtung einzelne Schaltelemente für ein Zeitintervall vorgebbarer Länge geschlossen werden, dass mittels der elektronischen Einrichtung die vor dem Schließen des jeweiligen Schaltelementes an dem einer unmittelbar benachbart zu der diesem Schaltelement zugeordneten Akkumulatorzelle angeordneten Akkumulatorzelle zugeordneten Messeingang anliegende elektrische Spannung mit der in dem Zeitintervall an diesem Messeingang anliegenden elektrischen Spannung verglichen wird, und dass die elektronische Einrichtung ein Fehlersignal erzeugt und ausgibt, wenn bei dem Spannungsvergleich keine eine vorgebbare Mindestabweichung überschreitende Abweichung der miteinander verglichenen elektrischen Spannungen voneinander vorliegt.Claim 5 proposes a method for detecting the states of electrical connections between serially connected accumulator cells of an accumulator module and an electronic device which respectively detects the individual accumulator cells via electronic inputs connected to the electrical connections, with accumulator cells arranged immediately adjacent to each other are connected via a common electrical connection to the electronic device, wherein the electronic device is arranged for electrically driving electrically actuated switching elements, wherein each accumulator cell one of the switching elements is assigned such that the respective accumulator cell by means of its associated switching element in its closed state a desired amount can be discharged, wherein in each electrical connection at least one electrical resistance a is arranged, characterized in that by means of the electronic device individual switching elements are closed for a time interval of predeterminable length, that by means of the electronic device before the closing of the respective switching element to a immediately adjacent to this switching element associated accumulator cell arranged accumulator cell associated measuring input applied electrical Voltage is compared with the applied voltage in the time interval at this measurement input voltage, and that the electronic device generates and outputs an error signal, when in the voltage comparison no predetermined deviation exceeding a minimum deviation the electric voltages are compared with each other.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigenIn the following, the invention will be explained by way of example with reference to the attached figures with reference to preferred exemplary embodiments, wherein the features illustrated below may represent an aspect of the invention both individually and in combination with each other. Show it

1: einen Auschnitt eines Schaltbildes eines Ausführungsbeispiels für das erfindungsgemäße System in einem Normalzustand, 1 FIG. 2: a detail of a circuit diagram of an exemplary embodiment of the system according to the invention in a normal state, FIG.

2: den in 1 gezeigten Auschnitt des Schaltbildes in einem Fehlerzustand, und 2 : the in 1 shown section of the circuit diagram in an error condition, and

3: einen Ausschnitt eines Schaltbildes eines weiteren Ausführungsbeispiels für das erfindungsgemäße System in einem Normalzustand. 3 : a section of a circuit diagram of a further embodiment of the system according to the invention in a normal state.

1 zeigt ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels für das erfindungsgemäße System 1 zum Erfassen der Zustände von elektrischen Verbindungen 2 zwischen in Reihe geschalteten Akkumulatorzellen Zi (i = 1, ..., N mit N = Anzahl der Akkumulatorzellen Zi des Akkumulatormoduls) eines nicht näher dargestellten Akkumulatormoduls und einer die von den einzelnen Akkumulatorzellen Zi jeweilig erzeugten elektrischen Spannungen UZi über mit den elektrischen Verbindungen 2 verbundene, nicht näher dargestellte Messeingänge erfassenden elektronischen Einrichtung 3. Unmittelbar benachbart zueinander angeordnete Akkumulatorzellen Zi sind jeweils über eine gemeinsame elektrische Verbindung 2 mit der elektronischen Einrichtung 3 verbunden. Die elektronische Einrichtung 3 ist zur elektrischen Ansteuerung von elektrisch betätigbaren Schaltelementen Si eingerichtet, die Bauteile der elektronischen Einrichtung 3 und parallel zu den Akkumulatorzellen Zi geschaltet sind. Jeder Akkumulatorzelle Zi ist eines der Schaltelemente Si derart zugeordnet, dass die jeweilige Akkumulatorzelle Zi mittels des ihr zugeordneten Schaltelementes Si in dessen geschlossenem Zustand um ein gewünschtes Maß entladen werden kann, wozu in jeder elektrischen Verbindung 2 ein elektrischer Widerstand Rj (j = 1, ..., N + 1) angeordnet ist. Der in 1 gezeigte Normalzustand des Systems 1 ist dadurch definiert, dass alle elektrischen Verbindungen 2 zwischen den Akkumulatorzellen Zi und der elektronischen Einrichtung 3 intakt sind, so dass die von jeder einzelnen Akkumulatorzelle Zi erzeugte elektrische Spannung UZi mittels der elektronischen Einrichtung 3 erfasst werden kann. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of the inventive system 1 for detecting the states of electrical connections 2 between serially connected accumulator cells Zi (i = 1,... N with N = number of accumulator cells Zi of the accumulator module) of an accumulator module (not shown) and one of the individual accumulator cells Zi respectively generated electrical voltages U Zi via with the electrical connections 2 connected, not shown in detail measuring inputs detecting electronic device 3 , Immediately adjacent to each other accumulator cells Zi are each via a common electrical connection 2 with the electronic device 3 connected. The electronic device 3 is designed for the electrical control of electrically actuated switching elements S i , the components of the electronic device 3 and are connected in parallel with the battery cells Zi. Each accumulator cell Zi is one of the switching elements S i assigned such that the respective accumulator cell Zi can be discharged by means of its associated switching element S i in its closed state by a desired level, including in each electrical connection 2 an electrical resistance R j (j = 1, ..., N + 1) is arranged. The in 1 shown normal state of the system 1 is defined by all electrical connections 2 between the battery cells Zi and the electronic device 3 are intact, so that the electrical voltage U Zi generated by each individual battery cell Zi means of the electronic device 3 can be detected.

Die elektronische Einrichtung 3 ist eingerichtet, einzelne Schaltelemente Si für ein Zeitintervall vorgebbarer Länge zu schließen, die vor dem Schließen des jeweiligen Schaltelementes Si an dem einer unmittelbar benachbart zu der diesem Schaltelement Si zugeordneten Akkumulatorzelle Zi angeordneten Akkumulatorzelle Zi±1 zugeordneten Messeingang anliegende elektrische Spannung mit der in dem Zeitintervall an diesem Messeingang anliegenden elektrischen Spannung zu vergleichen, und ein Fehlersignal zu erzeugen und auszugeben, wenn bei dem Spannungsvergleich keine Abweichung der miteinander verglichenen elektrischen Spannungen UZi±1 voneinander um eine vorgebbare Mindestabweichung vorliegt.The electronic device 3 is set up to close individual switching elements S i for a time interval of predeterminable length, before the closing of the respective switching element S i to the immediately adjacent to this switching element S i associated accumulator cell Zi arranged accumulator cell Zi ± 1 associated measuring input voltage applied to the to compare in the time interval at this measurement input voltage applied, and to generate and output an error signal when the voltage comparison is no deviation of the compared electrical voltages U Zi ± 1 from each other by a predetermined minimum deviation.

In dem in 1 gezeigten Normalzustand des Systems 1 kann, wie gezeigt, mittels der elektronischen Einrichtung 3 beispielsweise das Schaltelement Sn+1 für ein Zeitintervall vorgebbarer Länge geschlossen werden. Die unmittelbar benachbarten Schaltelemente Sn und Sn+2 sind hingegen geöffnet. Durch das Schließen des Schaltelementes Sn+1 fällt über die beiden elektrischen Widerstände Rn+1 und Rn+2 (hier: Rn+1 = Rn+2) jeweils die halbe von der Akkumulatorzelle Zn+1 erzeugte elektrische Spannung UZn+1/2 ab. Diese addiert sich zu den von den unmittelbar benachbart angeordneten Akkumulatorzellen Zn bzw. Zn+2 erzeugten elektrischen Spannungen UZn bzw. UZn+2 zu UZn + UZn+1/2 bzw. UZn+2 + UZn+1/2. Diese elektrischen Spannungen liegen bei geschlossenem Schaltelement Sn+1 an den den unmittelbar benachbart angeordneten Akkumulatorzellen Zn+2 und Zn zugeordneten Messeingängen an und werden von der elektronischen Einrichtung 3 erfasst. Vor Schließen des Schaltelementes Sn+1 lagen an diesen Messeingängen lediglich die von den unmittelbar benachbart angeordneten Akkumulatorzellen Zn bzw. Zn+2 erzeugten elektrischen Spannungen UZn bzw. UZn+2 an. Die elektronische Einrichtung 3 vergleicht die an den den unmittelbar benachbart angeordneten Akkumulatorzellen Zn+2 und Zn zugeordneten Messeingängen anliegenden elektrischen Spannungen vor und nach dem Schließen des Schaltelementes Sn+1 miteinander und erfasst hierbei eine eine vorgebbare Mindestabweichung überschreitende Abweichung der miteinander verglichenen elektrischen Spannungen voneinander, nämlich eine Abweichung um UZn+1/2. Daher erzeugt die elektronische Einrichtung 3 kein Fehlersignal, welches das Vorliegen einer unterbrochene elektrische Verbindung 2 anzeigen würde. Es wird somit erfasst, dass die elektrischen Verbindungen 2 zwischen der Akkumulatorzelle Zn+1 und der elektronischen Einrichtung 3 intakt sind. Durch ein entsprechendes Schließen der übrigen Schaltelemente Si können die elektrischen Verbindungen 2 zwischen den übrigen Akkumulatorzellen Zi und der elektronischen Einrichtung 3 analog geprüft werden.In the in 1 shown normal state of the system 1 can, as shown, by means of the electronic device 3 For example, the switching element S n + 1 closed for a time interval of predeterminable length. The immediately adjacent switching elements S n and S n + 2 , however, are open. By closing the switching element S n + 1 falls over the two electrical resistors R n + 1 and R n + 2 (here: R n + 1 = R n + 2 ) each half of the accumulator cell Z n + 1 generated electrical voltage U Zn + 1/2 from. This adds up to the electrical voltages U Zn or U Zn + 2 generated by the immediately adjacent accumulator cells Zn or Zn + 2 to U Zn + U Zn + 1/2 or U Zn + 2 + U Zn + 1 / second When the switching element S n + 1 is closed, these electrical voltages are applied to the measuring inputs assigned to the immediately adjacent accumulator cells Zn + 2 and Zn and are supplied by the electronic device 3 detected. Before the closing of the switching element S n + 1 , only the electrical voltages U Zn or U Zn + 2 generated by the immediately adjacent accumulator cells Zn or Zn + 2 were present at these measuring inputs. The electronic device 3 compares the electrical voltages present at the measuring inputs Zn + 2 and Zn immediately adjacent to each other before and after closing the switching element S n + 1 and detects a deviation of the electric voltages compared with one another that exceeds a predefinable minimum deviation, namely a deviation around U Zn + 1/2. Therefore, the electronic device generates 3 no error signal indicating the presence of a broken electrical connection 2 would show. It is thus detected that the electrical connections 2 between the battery cell Zn + 1 and the electronic device 3 are intact. By a corresponding closing of the other switching elements S i , the electrical connections 2 between the remaining accumulator cells Zi and the electronic device 3 be tested analogously.

2 zeigt den in 1 gezeigten Ausschnitt des Schaltbildes des Systems 1 in einem Fehlerzustand, in dem die die Akkumulatorzellen Zn+1 und Zn+2 mit der elektronischen Einrichtung 3 elektrisch leitend verbindende gemeinsame elektrische Verbindung 2 unterbrochen ist. Das Schaltelement Sn+1 ist mittels der elektronischen Einrichtung 3 für ein Zeitintervall vorgebbarer Länge geschlossen worden. Die unmittelbar benachbarten Schaltelemente Sn und Sn+2 sind geöffnet. Wegen der Unterbrechung der gemeinsamen Verbindung 2 kann durch das Schließen des Schaltelementes Sn+1 über die beiden elektrischen Widerstände Rn+1 und Rn+2 keine elektrische Spannung abfallen. Daher erfasst die elektronische Einrichtung 3 vor und nach dem Schließen des Schaltelementes Sn+1 an dem der Akkumulatorzelle Zn zugeordneten Messeingang dieselbe elektrische Spannung UZn. Hingegen ist die an dem der Akkumulatorzelle Zn + 2 zugeordneten Messeingang abfallende elektrische Spannung undefiniert. Die elektronische Einrichtung 3 vergleicht die an dem der Akkumulatorzelle Zn zugeordneten Messeingang anliegenden elektrischen Spannungen vor und nach dem Schließen des Schaltelementes Sn+1 miteinander und erfasst hierbei eine eine vorgebbare Mindestabweichung unterschreitende Abweichung der miteinander verglichenen elektrischen Spannungen voneinander. Daher erzeugt die elektronische Einrichtung 3 ein Fehlersignal, welches das Vorliegen einer unterbrochenen elektrische Verbindung 2 anzeigt. Es wird somit erfasst, dass eine elektrische Verbindungen 2 zwischen einer unmittelbar benachbart zu der Akkumulatorzelle Zn angeordneten Akkumulatorzelle Zn – 1 oder Zn+1 unterbrochen ist. Über eine Erfassung der an dem der nicht gezeigten Akkumulatorzelle Zn+3 zugeordneten Messeingang anliegenden elektrischen Spannung und einer entsprechenden Ansteuerung des Schaltelementes Sn+2 lässt sich entsprechend ermitteln, dass die unterbrochene elektrische Verbindung 2 die die Akkumulatorzellen Zn + 1 und Zn + 2 gemeinsam mit der elektronischen Einrichtung 3 elektrische leitend verbindende elektrische Verbindung 2 sein muss, wodurch der Verbindungsfehler lokalisierbar ist, was ebenfalls als Information in dem Fehlersignal enthalten sein kann. 2 shows the in 1 shown section of the circuit diagram of the system 1 in an error condition in which the battery cells Zn + 1 and Zn + 2 with the electronic device 3 electrically conductive common electrical connection 2 is interrupted. The switching element S n + 1 is by means of the electronic device 3 have been closed for a time interval of predeterminable length. The immediately adjacent switching elements S n and S n + 2 are open. Because of the interruption of the common connection 2 can by the closing of the switching element S n + 1 via the two electrical resistors R n + 1 and R n + 2 drop no electrical voltage. Therefore, the electronic device detects 3 before and after the closing of the switching element S n + 1 at the accumulator cell Zn associated measuring input the same electrical voltage U Zn . On the other hand, the voltage drop across the measuring input assigned to the accumulator cell Zn + 2 is undefined. The electronic device 3 compares the voltage applied to the measuring cell Zn associated with the measuring input voltage applied before and after closing the switching element S n + 1 with each other and here detects a predetermined minimum deviation below the deviation of the electrical voltages compared with each other. Therefore, the electronic device generates 3 an error signal indicating the presence of a broken electrical connection 2 displays. It is thus detected that an electrical connections 2 between an immediately adjacent to the accumulator cell Zn arranged accumulator Zn - 1 or Zn + 1 is interrupted. By detecting the electrical voltage applied to the measuring input of the battery cell Zn + 3, not shown, and a corresponding control of the switching element S n + 2 can be determined accordingly that the broken electrical connection 2 the battery cells Zn + 1 and Zn + 2 together with the electronic device 3 electrical conductive electrical connection 2 must be, whereby the connection error can be localized, which may also be included as information in the error signal.

3 zeigt ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels für das erfindungsgemäße System 1 in einem Normalzustand entsprechend dem in 1 dargestellten Normalzustand. Im Gegensatz zu dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind bei der in 3 gezeigten Ausführungsform des Systems 1 die Schaltelemente Si separat von der elektronischen Einrichtung 3 und als Transistoren ausgebildet. Diese externen Schaltelemente Si werden über Steuerleitungen 5 mittels der elektronische Einrichtung 3 gesteuert, das heißt geöffnet oder geschlossen. Jedem Schaltelement Si sind der in der jeweiligen elektrischen Verbindung 2 angeordnete elektrische Widerstand Ri und ein nicht in dieser elektrischen Verbindung angeordneter elektrischer Widerstand Wi in Reihe vorgeschaltet. Die beiden elektrischen Widerstände Ri und Wi sind derart aufeinander abgestimmt, dass die an dem in der elektrischen Verbindung 2 angeordneten elektrischen Widerstand Ri abfallende elektrische Spannung auf eine vorgebbare maximale Grenzspannung beschränkt ist, welche derart gewählt ist, dass die sich die aus der Addition der von der zu der dem jeweiligen Schaltelement Si zugeordneten Akkumulatorzelle Zi unmittelbar benachbart angeordneten Akkumulatorzelle Zi±1 erzeugte elektrische Spannung UZi±1 mit der an dem in der elektrischen Verbindung 2 angeordneten elektrischen Widerstand Ri abfallenden elektrischen Spannung ergebende Gesamtspannung nicht die maximal zulässige Eingangsspannung an dem dieser benachbarten Akkumulatorzelle Zn±1 zugeordneten Messeingang der elektronischen Einrichtung 3 überschreitet. Zum Ladungsausgleich kann beispielsweise der elektrische Widerstand Rn + Wn für eine Entladung der Akkumulatorzelle Zn eingesetzt werden. Folglich ist der in der elektrischen Verbindung 2 angeordnete elektrischen Widerstand Rn derart zu wählen, dass die an ihm bei geschlossenem Schaltelement Sn abfallende elektrische Spannung zusammen mit der von der unmittelbar benachbart angeordneten Akkumulatorzelle Zn+1 erzeugten elektrischen Spannung nicht die maximal zulässige Eingangsspannung an dem der Akkumulatorzelle Zn+1 zugeordneten Messeingang der elektronischen Einrichtung 3 überschreitet. 3 shows a circuit diagram of another embodiment of the system according to the invention 1 in a normal state according to the in 1 illustrated normal state. In contrast to that in the 1 and 2 illustrated embodiment are in the in 3 shown embodiment of the system 1 the switching elements S i separately from the electronic device 3 and formed as transistors. These external switching elements S i are via control lines 5 by means of the electronic device 3 controlled, that is open or closed. Each switching element S i are in the respective electrical connection 2 arranged electrical resistance R i and a not arranged in this electrical connection electrical resistance W i connected in series. The two electrical resistors R i and W i are matched to one another in such a way that they are connected to the one in the electrical connection 2 arranged electrical resistance R i sloping voltage is limited to a predetermined maximum limit voltage, which is selected such that the from the addition of the to the respective switching element S i associated accumulator cell Zi immediately adjacent arranged accumulator cell Zi ± 1 generated electrical Voltage U Zi ± 1 with the one in the electrical connection 2 arranged electrical resistance R i falling voltage resulting total voltage not the maximum allowable input voltage to the adjacent this accumulator Zn ± 1 associated measuring input of the electronic device 3 exceeds. For charge equalization, for example, the electrical resistance R n + W n can be used for a discharge of the battery cell Zn. Consequently, in the electrical connection 2 arranged electrical resistance R n to be selected such that the voltage dropping at it with closed switching element S n electrical voltage together with the electrical voltage generated by the immediately adjacent accumulator Zn + 1 not the maximum allowable input voltage to the accumulator Zn + 1 associated measuring input the electronic device 3 exceeds.

Betragen beispielsweise die von den einzelnen Akkumulatorzellen Zi erzeugten elektrischen Spannungen 4V, die maximal zulässigen Eingangsspannungen an den Messeingängen der elektronischen Einrichtung 3 7V und der Strom zum Ladungsausgleich 100 mA, müsste der Gesamtwiderstand aus der Summe der elektrischen Widerstände Rn und Wn 40 Ohm betragen. Würde nun Rn = 40 Ohm und Wn = 0 Ohm gewählt, würde die Spannung am der Akkumulatorzelle Zn+1 zugeordneten Messeingang beim Schließen des Schalters Sn und bei geöffneten Schaltern Sn+1 und Sn+2 auf die Summe aus der mit der Akkumulatorzelle Zn+1 erzeugten elektrischen Spannung 4V und dem Spannungsabfall 4V an Rn auf 8V ansteigen und damit die elektronische Einrichtung 3 beschädigen. Würde hingegen Rn = 0 Ohm und Wn = 40 Ohm gewählt, so würde zwar die elektronische Einrichtung 3 intakt beleiben, die an dem der Akkumulatorzelle Zn+1 zugeordneten Messeingang anliegende elektrische Spannung beim Schließen des Schalters Sn und bei geöffneten Schaltern Sn+1 und Sn+2 überhaupt keine Änderung erfahren, wodurch kein Unterbrechung einer elektrischen Verbindung 2 erfassbar wäre. Also müssen die Widerstandswerte für die elektrischen Widerstände Rn und Wn zwischen diesen beiden Extremen aufgeteilt werden. Zum Beispiel könnte man Rn = 10 Ohm und Wn = 30 Ohm wählen. Dadurch ergibt sich bei intakten elektrischen Verbindungen 2 eine Spannungserhöhung von 1V am der Akkumulatorzelle Zn+1 zugeordneten Messeingang, also 4V + 1V = 5V. Diese Abweichung der miteinander verglichenen elektrischen Spannungen ist deutlich erkennbar, führt aber zu keiner Beschädigung der elektronischen Einrichtung 3.If, for example, the electrical voltages 4V generated by the individual battery cells Zi, the maximum permissible input voltages at the measuring inputs of the electronic device 3 7V and the current for charge compensation 100 mA, the total resistance of the sum of the electrical resistances R n and W n should be 40 ohms. If R n = 40 ohms and W n = 0 ohms were selected, the voltage at the measuring cell Zn + 1 associated with the measuring input would be on closing the switch S n and with open switches S n + 1 and S n + 2 to the sum of the with the accumulator Zn + 1 generated electrical voltage 4V and the voltage drop 4V at R n to 8V rise and thus the electronic device 3 to damage. If, on the other hand, R n = 0 ohms and W n = 40 ohms were chosen, then the electronic device would 3 intact, the voltage applied to the battery cell Zn + 1 associated measuring input voltage when closing the switch S n and with open switches S n + 1 and S n + 2 experience no change at all, causing no interruption of an electrical connection 2 could be detected. So the resistance values for the electrical resistances R n and W n must be divided between these two extremes. For example, one could choose R n = 10 ohms and W n = 30 ohms. This results in intact electrical connections 2 a voltage increase of 1V at the measuring cell Zn + 1 associated measuring input, ie 4V + 1V = 5V. This deviation of the compared electrical voltages is clearly visible, but does not damage the electronic device 3 ,

Claims (5)

System (1) zum Erfassen der Zustände von elektrischen Verbindungen (2) zwischen in Reihe geschalteten Akkumulatorzellen (Zi) eines Akkumulatormoduls und einer die von den einzelnen Akkumulatorzellen (Zi) jeweilig erzeugten elektrischen Spannungen (UZi) über mit den elektrischen Verbindungen (2) verbundene Messeingänge erfassenden elektronischen Einrichtung (3), wobei unmittelbar benachbart zueinander angeordnete Akkumulatorzellen (Zi) jeweils über eine gemeinsame elektrische Verbindung (2) mit der elektronischen Einrichtung (3) verbunden sind, wobei die elektronische Einrichtung (3) zur elektrischen Ansteuerung von elektrisch betätigbaren Schaltelementen (Si) eingerichtet ist, wobei jeder Akkumulatorzelle (Zi) eines der Schaltelemente (Si) derart zugeordnet ist, dass die jeweilige Akkumulatorzelle (Zi) mittels des ihr zugeordneten Schaltelementes (Si) in dessen geschlossenem Zustand um ein gewünschtes Maß entladen werden kann, wobei in jeder elektrischen Verbindung (2) wenigstens ein elektrischer Widerstand (Rj, Rk) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einrichtung (3) eingerichtet ist, einzelne Schaltelemente (Si) für ein Zeitintervall vorgebbarer Länge zu schließen, die vor dem Schließen des jeweiligen Schaltelementes (Si) an dem einer unmittelbar benachbart zu der diesem Schaltelement (Si) zugeordneten Akkumulatorzelle (Zi) angeordneten Akkumulatorzelle (Zi) zugeordneten Messeingang anliegende elektrische Spannung mit der in dem Zeitintervall an diesem Messeingang anliegenden elektrischen Spannung zu vergleichen, und ein Fehlersignal zu erzeugen und auszugeben, wenn bei dem Spannungsvergleich keine ein vorgebbares maximales Ausmaß überschreitende Abweichung der elektrischen Spannungen voneinander vorliegt.System ( 1 ) for detecting the states of electrical connections ( 2 ) between serially connected accumulator cells (Zi) of an accumulator module and one of the individual accumulator cells (Zi) respectively generated electrical voltages (U Zi ) via with the electrical connections ( 2 ) connected measuring inputs ( 3 ), wherein immediately adjacent to each other arranged accumulator cells (Zi) each have a common electrical connection ( 2 ) with the electronic device ( 3 ), the electronic device ( 3 ) is arranged for the electrical control of electrically actuated switching elements (S i ), each accumulator cell (Zi) one of the switching elements (S i ) is assigned such that the respective accumulator cell (Zi) by means of its associated switching element (S i ) in the closed state can be discharged to a desired level, wherein in each electrical connection ( 2 ) at least one electrical resistor (R j , R k ) is arranged, characterized in that the electronic device ( 3 ) is arranged to close individual switching elements (S i ) for a time interval of predeterminable length, which before the closing of the respective switching element (S i ) at the one immediately adjacent to this said switching element (S i ) associated accumulator cell (Zi) arranged accumulator cell ( Zi) associated with the measuring input voltage to be compared with the applied voltage in the time interval at this measuring input voltage, and to generate and output an error signal when the voltage comparison is not a specifiable maximum extent exceeding deviation of the electrical voltages from each other. System (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (Si) Bauteile der elektronischen Einrichtung (3) und parallel zu den Akkumulatorzellen (Zi) geschaltet sind.System ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the switching elements (S i ) components of the electronic device ( 3 ) and are connected in parallel with the battery cells (Zi). System (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (Si) separat von der elektronischen Einrichtung (3) ausgebildet sind.System ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the switching elements (S i ) separate from the electronic device ( 3 ) are formed. System (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Schaltelement (Si) der in der jeweiligen elektrischen Verbindung (2) angeordnete elektrische Widerstand (Rj, Rk) und ein nicht in dieser elektrischen Verbindung (2) angeordneter elektrischer Widerstand (Rl) in Reihe vorgeschaltet sind, wobei die beiden elektrischen Widerstände (Rk, Rl) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die an dem in der elektrischen Verbindung (2) angeordneten elektrischen Widerstand (Rj) abfallende elektrische Spannung auf eine vorgebbare maximale Grenzspannung beschränkt ist, welche derart gewählt ist, dass die sich die aus der Addition der von der wenigstens einen zu der dem jeweiligen Schaltelement (Si) zugeordneten Akkumulatorzelle (Zi) unmittelbar benachbart angeordneten Akkumulatorzelle (Zi) erzeugte elektrische Spannung (UZi) mit der an dem in der elektrischen Verbindung (2) angeordneten elektrischen Widerstand (Rj) abfallenden elektrischen Spannung ergebende Gesamtspannung nicht die maximal zulässige Eingangsspannung an dem dieser benachbarten Akkumulatorzelle (Zi) zugeordneten Messeingang der elektronischen Einrichtung (3) überschreitet.System ( 1 ) according to claim 3, characterized in that each switching element (S i ) in the respective electrical connection ( 2 ) arranged electrical resistance (R j , R k ) and not in this electrical connection ( 2 ) arranged electrical resistance (R l ) are connected in series, wherein the two electrical resistors (R k , R l ) are matched to one another such that at the in the electrical connection ( 2 ) arranged electrical resistance (R j ) falling voltage is limited to a predetermined maximum limit voltage, which is selected such that the from the addition of the at least one to the respective switching element (S i ) associated accumulator cell (Zi) immediately adjacent arranged accumulator cell (Zi) generated electrical voltage (U Zi ) with the at the in the electrical connection ( 2 ) arranged electrical resistance (R j ) falling voltage total voltage not the maximum allowable input voltage at the adjacent this accumulator cell (Zi) associated measuring input of the electronic device ( 3 ) exceeds. Verfahren zum Erfassen der Zustände von elektrischen Verbindungen (2) zwischen in Reihe geschalteten Akkumulatorzellen (Zi) eines Akkumulatormoduls und einer die von den einzelnen Akkumulatorzellen (Zi) jeweilig erzeugten elektrischen Spannungen (UZi) über mit den elektrischen Verbindungen (2) verbundene Messeingänge erfassenden elektronischen Einrichtung (3), wobei unmittelbar benachbart zueinander angeordnete Akkumulatorzellen (Zi) jeweils über eine gemeinsame elektrische Verbindung (2) mit der elektronischen Einrichtung (3) verbunden sind, wobei die elektronische Einrichtung (3) zur elektrischen Ansteuerung von elektrisch betätigbaren Schaltelementen (Si) eingerichtet ist, wobei jeder Akkumulatorzelle (Zi) eines der Schaltelemente (Si) derart zugeordnet ist, dass die jeweilige Akkumulatorzelle (Zi) mittels des ihr zugeordneten Schaltelementes (Si) in dessen geschlossenem Zustand um ein gewünschtes Maß entladen werden kann, wobei in jeder elektrischen Verbindung (2) wenigstens ein elektrischer Widerstand (Rj, Rk) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Einrichtung (3) einzelne Schaltelemente (Si) für ein Zeitintervall vorgebbarer Länge geschlossen werden, dass mittels der elektronischen Einrichtung (3) die vor dem Schließen des jeweiligen Schaltelementes (Si) an dem einer unmittelbar benachbart zu der diesem Schaltelement (Si) zugeordneten Akkumulatorzelle (Zi) angeordneten Akkumulatorzelle (Zi) zugeordneten Messeingang anliegende elektrische Spannung mit der in dem Zeitintervall an diesem Messeingang anliegenden elektrischen Spannung verglichen wird, und dass die elektronische Einrichtung (3) ein Fehlersignal erzeugt und ausgibt, wenn bei dem Spannungsvergleich keine eine vorgebbare Mindestabweichung überschreitende Abweichung der elektrischen Spannungen voneinander vorliegt.Method for detecting the states of electrical connections ( 2 ) between serially connected accumulator cells (Zi) of an accumulator module and one of the individual accumulator cells (Zi) respectively generated electrical voltages (U Zi ) via with the electrical connections ( 2 ) connected measuring inputs ( 3 ), wherein immediately adjacent to each other arranged accumulator cells (Zi) each have a common electrical connection ( 2 ) with the electronic device ( 3 ), the electronic device ( 3 ) is arranged for the electrical control of electrically actuated switching elements (S i ), each accumulator cell (Zi) one of the switching elements (S i ) is assigned such that the respective accumulator cell (Zi) by means of its associated switching element (S i ) in the closed state can be discharged to a desired level, wherein in each electrical connection ( 2 ) at least one electrical resistor (R j , R k ) is arranged, characterized in that by means of the electronic device ( 3 ) individual switching elements (S i ) for a time interval of predeterminable length are concluded that by means of the electronic device ( 3 ) before the closing of the respective switching element (S i ) on the one immediately adjacent to this switching element (S i ) associated accumulator cell (Zi) arranged accumulator cell (Zi) associated with the measuring input voltage applied to the electrical voltage applied to the measuring input in the time interval Voltage is compared and that the electronic device ( 3 ) generates and outputs an error signal if there is no deviation of the electrical voltages from one another that exceeds a predefinable minimum deviation in the voltage comparison.
DE102013205102.6A 2013-03-22 2013-03-22 Detecting the state of an accumulator module Active DE102013205102B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013205102.6A DE102013205102B4 (en) 2013-03-22 2013-03-22 Detecting the state of an accumulator module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013205102.6A DE102013205102B4 (en) 2013-03-22 2013-03-22 Detecting the state of an accumulator module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013205102A1 true DE102013205102A1 (en) 2014-09-25
DE102013205102B4 DE102013205102B4 (en) 2018-03-15

Family

ID=51484712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013205102.6A Active DE102013205102B4 (en) 2013-03-22 2013-03-22 Detecting the state of an accumulator module

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013205102B4 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106627153A (en) * 2016-10-19 2017-05-10 国网山东省电力公司经济技术研究院 Electric vehicle battery multi-loop charging system and operating method thereof
WO2018153731A1 (en) * 2017-02-24 2018-08-30 HELLA GmbH & Co. KGaA Two-voltage battery
DE102017213472A1 (en) * 2017-08-03 2019-02-07 Audi Ag A method for detecting a malfunction of a battery, battery and motor vehicle

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19539492A1 (en) 1995-10-24 1997-04-30 Braun Ag Determination of threshold of terminal voltage in batteries e.g. for watch
DE102012108113A1 (en) 2011-09-01 2013-03-07 Omron Automotive Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for controlling the charging of a composite accumulator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19539492A1 (en) 1995-10-24 1997-04-30 Braun Ag Determination of threshold of terminal voltage in batteries e.g. for watch
DE102012108113A1 (en) 2011-09-01 2013-03-07 Omron Automotive Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for controlling the charging of a composite accumulator

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106627153A (en) * 2016-10-19 2017-05-10 国网山东省电力公司经济技术研究院 Electric vehicle battery multi-loop charging system and operating method thereof
WO2018153731A1 (en) * 2017-02-24 2018-08-30 HELLA GmbH & Co. KGaA Two-voltage battery
CN110326185A (en) * 2017-02-24 2019-10-11 黑拉有限责任两合公司 Twin voltage battery
US11223075B2 (en) 2017-02-24 2022-01-11 HELLA GmbH & Co. KGaA Two-voltage battery
CN110326185B (en) * 2017-02-24 2023-04-21 黑拉有限责任两合公司 Dual-voltage battery
DE102017213472A1 (en) * 2017-08-03 2019-02-07 Audi Ag A method for detecting a malfunction of a battery, battery and motor vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013205102B4 (en) 2018-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3503343B1 (en) Electrical system and method for diagnosing the functionality of power relays in an electrical system
DE19913131A1 (en) Power supply system with two batteries of different voltages
EP3612846B1 (en) Device and power supply for a control unit and method for monitoring a power supply
DE102016112764A1 (en) INTERFACE MODULE FOR A MOTOR VEHICLE, ELECTRICITY DISTRIBUTION BOARD AND PORTABLE NETWORK FOR A MOTOR VEHICLE
DE102011088912A1 (en) Circuit arrangement for detecting a short circuit in a circuit breaker assembly
DE102017104977A1 (en) On-board network arrangement for a motor vehicle
EP3452336B1 (en) Multi-voltage control device for a motor vehicle, motor vehicle and operating method for the control device
WO2009124884A1 (en) Apparatus and method for recognizing an error in a power bridge circuit
DE102014225431A1 (en) Device and method for separating and connecting two sub-networks
DE102013205102B4 (en) Detecting the state of an accumulator module
EP1406143B1 (en) Method and apparatus for symmetrizing the condensators of a battery of condensators
EP1724900B1 (en) Device and method for monitoring and control a pluratilty of series connected capacitors
DE102016203974A1 (en) Method and device for supplying electrical energy to a device
EP1475875B1 (en) Method and device to monitor a power output stage
DE102019202481A1 (en) Grounding loss detection system
DE102006062101B4 (en) Device for discharging the DC link capacitor of the power electronics of a hybrid drive system
DE102013215731A1 (en) Method and device for measuring one or more insulation resistances in a motor vehicle
DE102013003586A1 (en) Electrical power supply system for motor car, has conductor path electrically connecting power supply unit with onboard network, and locking element comprising response time shorter than response time of fuse element
EP3652860A1 (en) Level converter and a method for converting level values in vehicle control devices
DE102017222659A1 (en) Motor vehicle control unit and power cord
EP3788389B1 (en) Redundant current-measuring arrangement with detection of interruptions of an electric circuit
DE102017108872B4 (en) High-side switching device and manufacturing method for such
DE102005023486A1 (en) Serially connected capacitors monitoring and controlling method, involves bridging capacitors up to end of discharging in case of dropping of voltage of one of capacitors below threshold voltage by using switch
EP0458300A2 (en) Function test for computer controlled electrically actuating components in a motor vehicle
DE102020206004A1 (en) Battery system and method for operating a battery system

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R163 Identified publications notified
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01R0031040000

Ipc: G01R0031660000